(57)【要約】  セラミックフィルタに付着した粒子状物質及び油分の洗浄効果に優れると共に、セラミックフィルタへのダメージの少ないディーゼルエンジン排ガス用セラミックフィルタの再生方法、ディーゼルエンジン排ガスの処理方法及びディーゼルエンジン排ガス集塵システムを提供する。Ｃ重油を燃料としたディーゼルエンジンの排ガス中の粒子状物質及び油分が付着したセラミックフィルタに対して、高圧ガスを用いた逆洗を実施することにより粒子状物質をセラミックフィルタから除去する工程Ａと、該セラミックフィルタを３００℃〜５００℃に加熱して該セラミックフィルタから油分を揮発除去する工程Ｂとを含むディーゼルエンジン排ガス用セラミックフィルタの再生方法、当該再生方法を使用するディーゼルエンジン排ガスの処理方法、及び当該再生方法の実施に適したディーゼルエンジン排ガス集塵システム。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ重油を燃料としたディーゼルエンジンの排ガス中の粒子状物質及び油分が付着したセラミックフィルタに対して、高圧ガスを用いた逆洗を実施することにより粒子状物質をセラミックフィルタから除去する工程Ａと、該セラミックフィルタを３００℃〜５００℃に加熱して該セラミックフィルタから油分を揮発除去する工程Ｂとを含むディーゼルエンジン排ガス用セラミックフィルタの再生方法。
【請求項２】
前記ディーゼルエンジンが船舶用主機エンジンである請求項１に記載の再生方法。
【請求項３】
工程Ｂは前記セラミックフィルタを３５０℃以上に加熱することを含む請求項１又は２に記載の再生方法。
【請求項４】
ディーゼルエンジン排ガス用集塵機の出口から排出された集塵後の排ガスを工程Ｂの熱源に利用することを含む請求項１〜３の何れか一項に記載の再生方法。
【請求項５】
補機エンジン排ガスを工程Ｂの熱源に利用することを含む請求項１〜４の何れか一項に記載の再生方法。
【請求項６】
工程Ｂはヒータで加熱したガスが前記セラミックフィルタを通過することを含む請求項１〜５の何れか一項に記載の再生方法。
【請求項７】
セラミックフィルタを２系統以上用いたディーゼルエンジン排ガスの処理方法であって、
該２系統以上のセラミックフィルタは、Ｃ重油を燃料とした共通のディーゼルエンジンの排ガスを導入可能に構成されており、
該２系統以上のセラミックフィルタのうち少なくとも１系統のセラミックフィルタに対して請求項１〜６の何れか一項に記載の再生方法を実施中に、該再生方法を実施している少なくとも１系統のセラミックフィルタとは別の少なくとも１系統のセラミックフィルタで該排ガスを処理することを含むディーゼルエンジン排ガスの処理方法。
【請求項８】
前記２系統以上のセラミックフィルタは、共通のヒータで加熱したガスを導入可能に構成されており、
請求項１〜６の何れか一項に記載の再生方法を実施している前記少なくとも１系統のセラミックフィルタに対して、該ヒータで加熱したガスを導入して工程Ｂを実施することを含む請求項７に記載のディーゼルエンジン排ガスの処理方法。
【請求項９】
２系統以上のセラミックフィルタが収容された集塵機を１台又は２台以上用いる請求項７又は８に記載のディーゼルエンジン排ガスの処理方法。
【請求項１０】
１系統のセラミックフィルタが収容された集塵機を２台以上用いる請求項７〜９の何れか一項に記載のディーゼルエンジン排ガスの処理方法。
【請求項１１】
セラミックフィルタを２系統以上用いたディーゼルエンジン排ガス集塵システムであって、
該２系統以上のセラミックフィルタは、Ｃ重油を燃料とした共通のディーゼルエンジンの排ガスを導入可能に構成されており、
該２系統以上のセラミックフィルタのうち少なくとも１系統のセラミックフィルタに対して請求項１〜６の何れか一項に記載の再生方法を実施中に、該再生方法を実施している少なくとも１系統のセラミックフィルタとは別の少なくとも１系統のセラミックフィルタで該排ガスを処理することが可能に構成されたディーゼルエンジン排ガス集塵システム。
【請求項１２】
前記２系統以上のセラミックフィルタは、共通のヒータで加熱したガスを導入可能に構成されており、
請求項１〜６の何れか一項に記載の再生方法を実施している前記少なくとも１系統のセラミックフィルタに対して、該ヒータで加熱したガスを導入して工程Ｂを実施することが可能に構成された請求項１１に記載のディーゼルエンジン排ガス集塵システム。
【請求項１３】
２系統以上のセラミックフィルタが収容された集塵機を１台又は２台以上用いる請求項１１又は１２に記載のディーゼルエンジン排ガス集塵システム。
【請求項１４】
１系統のセラミックフィルタが収容された集塵機を２台以上用いる請求項１１〜１３の何れか一項に記載のディーゼルエンジン排ガス集塵システム。
【請求項１５】
２系統以上のセラミックフィルタと、２系統以上の排ガス導入弁と、２系統以上の再生用ガス導入弁と、２系統以上の逆洗弁と、逆洗ガスタンクと、ヒータとを備えたディーゼルエンジン排ガス集塵システムであって、
該２系統以上のセラミックフィルタは、Ｃ重油を燃料とした共通のディーゼルエンジンの排ガスを、対応する系統の排ガス導入弁を介して上流側から導入可能に構成されており、
該２系統以上のセラミックフィルタは、共通のヒータで３００℃〜５００℃に加熱したガスを、対応する系統の再生用ガス導入弁を介して上流側から導入可能に構成されており、
該２系統以上のセラミックフィルタは、逆洗ガスタンクから供給される逆洗ガスを、対応する系統の逆洗弁を介して下流側から導入可能に構成されている、
ディーゼルエンジン排ガス集塵システム。
【請求項１６】
前記２系統以上のセラミックフィルタの下流側から排出される集塵後の排ガスを、前記ヒータに供給するための循環ダクトを備えた請求項１５に記載のディーゼルエンジン排ガス集塵システム。
【請求項１７】
該２系統以上のセラミックフィルタは、補機エンジン排ガスを、対応する系統の再生用ガス導入弁を介して上流側から導入可能に構成されている請求項１５又は１６に記載のディーゼルエンジン排ガス集塵システム。
【請求項１８】
２系統以上のセラミックフィルタが収容された集塵機を１台又は２台以上用いる請求項１５〜１７の何れか一項に記載のディーゼルエンジン排ガス集塵システム。
【請求項１９】
１系統のセラミックフィルタが収容された集塵機を２台以上用いる請求項１５〜１８の何れか一項に記載のディーゼルエンジン排ガス集塵システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はディーゼルエンジン排ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するためのセラミックフィルタを再生する方法に関する。また、本発明はディーゼルエンジン排ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するための処理方法に関する。また、本発明はディーゼルエンジン排ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するためのディーゼルエンジン排ガス集塵システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両、船舶、産業機械等のエンジンから排出される高温の排ガス中の粒子状物質を捕集するため、バグフィルタ、セラミックフィルタ、ディーゼル微粒子捕集フィルタ（ＤＰＦ）といった各種ろ過式集塵機が知られている。ろ過式集塵機においては、フィルタが詰まった場合の再生方法として、Ａ）高圧空気による逆洗、Ｂ）高温ガスによる燃焼再生、及び、Ｃ）電気加熱による燃焼再生等が採用されている。【０００３】
Ａ）の方法として特許第３０６６２４７号公報（特許文献１）に記載される方法が例示される。当該公報にはセラミックフィルタの下流側に洗浄用ガスの噴出管を配設し、同セラミックフィルタの下流側端が全てまたは所定の区画毎に臨む１つまたは複数の閉塞室を設けるとともに同閉塞室に流入出管を設け、前記噴出管から噴出される洗浄用ガスを流入出管を通して前記閉塞室内に導入する方法が記載されている。【０００４】
Ｂ）の方法としては特許第３０７３１５２号公報（特許文献２）に記載される方法が例示される。当該公報にはディーゼル機関からの排ガス中に含まれる煤塵を濾過材で捕集し、煤塵を捕集した濾過材の一部に高温の焼却用ガスを供給することによって、煤塵を焼却して濾過材を再生する方法が記載されている。【０００５】
Ｃ）の方法としては特開２０１１−２３６７８７号公報（特許文献３）に記載される方法が例示される。当該公報においては、金網ヒータ、その両側から挟み込んだ一対のセラミック不織布、及びセラミック不織布の外側に積層された一対の支持用金網から成る積層体を蛇腹状に折り曲げて筒状に成形された筒体から構成されたフィルタが記載されている。フィルタの外周側には外周ヒータが配置される。当該公報によれば、フィルタを再生するために粒子状物質を焼却する時に、金網ヒータと外周ヒータに通電してフィルタ全域で均等に低温燃焼を確保することで、短時間に再生を達成可能であることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３０６６２４７号公報
【特許文献２】特許第３０７３１５２号公報
【特許文献３】特開２０１１−２３６７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
船舶主機エンジンは、通常２ストロークエンジンで、燃料はＣ重油を使用している。２ストロークエンジンは燃焼効率が高いため、排ガス温度は２５０℃前後と比較的低温であり、更に、シリンダー油が飛散するため、排ガス中の油分（ＳＯＦ）が多い傾向にある。また、Ｃ重油は粗悪な燃料であるため、燃料中にバナジウムやニッケルといった金属成分を多く含む傾向がある。そのため、従来技術ではフィルタ再生時に以下のような問題が発生する。【０００８】
高圧空気による逆洗は、煤やダスト等の粒子状物質をフィルタから払い落す技術としては有効であるが、フィルタに付着した油分に対しては洗浄効果が小さい。また、油分が付着した粒子状物質に対しても十分な洗浄効果を得ることができない。電気加熱又は高温ガスによる燃焼再生は、燃焼時のフィルタ内部の温度制御が難しく、場合によっては局所的に高温になり、フィルタが破壊する可能性がある。特に、船舶に使用される大型ディーゼルエンジンの燃料であるＣ重油を燃焼させた排気ガス中に含まれるバナジウムは８００℃以上の高温領域でセラミックスへの悪影響が大きく、例えば、コーディエライト製のフィルタにバナジウムが付着した状態で加熱再生した場合、燃焼熱でフィルタが溶ける可能性がある。このため、高価な炭化珪素等の材料を使用する必要も出てくる。【０００９】
本発明は上記事情に鑑みて創作されたものであり、セラミックフィルタに付着した粒子状物質及び油分の洗浄効果に優れると共に、セラミックフィルタへのダメージの少ないディーゼルエンジン排ガス用セラミックフィルタの再生方法を提供することを課題の一つとする。また、本発明はそのような再生方法を用いたディーゼルエンジン排ガスの処理方法を提供することを別の課題の一つとする。また、本発明はディーゼルエンジン排ガス集塵システムを提供することを更に別の課題の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は上記課題を解決するために鋭意検討したところ、高圧ガス逆洗と低温加熱を組み合わせた以下の再生方法が有効であることを見出した。【００１１】
本発明は第一の側面において、Ｃ重油を燃料としたディーゼルエンジンの排ガス中の粒子状物質及び油分が付着したセラミックフィルタに対して、高圧ガスを用いた逆洗を実施することにより粒子状物質をセラミックフィルタから除去する工程Ａと、該セラミックフィルタを３００℃〜５００℃に加熱して該セラミックフィルタから油分を揮発除去する工程Ｂとを含むディーゼルエンジン排ガス用セラミックフィルタの再生方法である。【００１２】
本発明に係る再生方法の一実施形態においては、前記ディーゼルエンジンが船舶用主機エンジンである。【００１３】
本発明に係る再生方法の別の一実施形態においては、工程Ｂは前記セラミックフィルタを３５０℃以上に加熱することを含む。【００１４】
本発明に係る再生方法の更に別の一実施形態においては、ディーゼルエンジン排ガス用集塵機の出口から排出された集塵後の排ガスを工程Ｂの熱源に利用することを含む。【００１５】
本発明に係る再生方法の更に別の一実施形態においては、補機エンジン排ガスを工程Ｂの熱源に利用することを含む。【００１６】
本発明に係る再生方法の更に別の一実施形態においては、工程Ｂはヒータで加熱したガスが前記セラミックフィルタを通過することを含む。【００１７】
本発明は第二の側面において、セラミックフィルタを２系統以上用いたディーゼルエンジン排ガスの処理方法であって、
該２系統以上のセラミックフィルタは、Ｃ重油を燃料とした共通のディーゼルエンジンの排ガスを導入可能に構成されており、
該２系統以上のセラミックフィルタのうち少なくとも１系統のセラミックフィルタに対して本発明に係る再生方法を実施中に、該再生方法を実施している少なくとも１系統のセラミックフィルタとは別の少なくとも１系統のセラミックフィルタで該排ガスを処理することを含むディーゼルエンジン排ガスの処理方法である。【００１８】
本発明に係るディーゼルエンジン排ガスの処理方法の一実施形態においては、前記２系統以上のセラミックフィルタは、共通のヒータで加熱したガスを導入可能に構成されており、本発明に係る再生方法を実施している前記少なくとも１系統のセラミックフィルタに対して、該ヒータで加熱したガスを導入して工程Ｂを実施することを含む。【００１９】
本発明に係るディーゼルエンジン排ガスの処理方法の更に別の一実施形態においては、２系統以上のセラミックフィルタが収容された集塵機を１台又は２台以上用いる。【００２０】
本発明に係るディーゼルエンジン排ガスの処理方法の更に別の一実施形態においては、１系統のセラミックフィルタが収容された集塵機を２台以上用いる。【００２１】
本発明は更に第三の側面において、セラミックフィルタを２系統以上用いたディーゼルエンジン排ガス集塵システムであって、
該２系統以上のセラミックフィルタは、Ｃ重油を燃料とした共通のディーゼルエンジンの排ガスを導入可能に構成されており、
該２系統以上のセラミックフィルタのうち少なくとも１系統のセラミックフィルタに対して本発明に係る再生方法を実施中に、該再生方法を実施している少なくとも１系統のセラミックフィルタとは別の少なくとも１系統のセラミックフィルタで該排ガスを処理することが可能に構成されたディーゼルエンジン排ガス集塵システムである。【００２２】
本発明の第三の側面に係るディーゼルエンジン排ガス集塵システムの一実施形態においては、前記２系統以上のセラミックフィルタは、共通のヒータで加熱したガスを導入可能に構成されており、
本発明に係る再生方法を実施している前記少なくとも１系統のセラミックフィルタに対して、該ヒータで加熱したガスを導入して工程Ｂを実施することが可能に構成されている。【００２３】
本発明の第三の側面に係るディーゼルエンジン排ガス集塵システムの別の一実施形態においては、２系統以上のセラミックフィルタが収容された集塵機を１台又は２台以上用いる。【００２４】
本発明の第三の側面に係るディーゼルエンジン排ガス集塵システムの更に別の一実施形態においては、１系統のセラミックフィルタが収容された集塵機を２台以上用いる。【００２５】
本発明は第四の側面において、
２系統以上のセラミックフィルタと、２系統以上の排ガス導入弁と、２系統以上の再生用ガス導入弁と、２系統以上の逆洗弁と、逆洗ガスタンクと、ヒータとを備えたディーゼルエンジン排ガス集塵システムであって、
該２系統以上のセラミックフィルタは、Ｃ重油を燃料とした共通のディーゼルエンジンの排ガスを、対応する系統の排ガス導入弁を介して上流側から導入可能に構成されており、
該２系統以上のセラミックフィルタは、共通のヒータで３００℃〜５００℃に加熱したガスを、対応する系統の再生用ガス導入弁を介して上流側から導入可能に構成されており、
該２系統以上のセラミックフィルタは、逆洗ガスタンクから供給される逆洗ガスを、対応する系統の逆洗弁を介して下流側から導入可能に構成されている、
ディーゼルエンジン排ガス集塵システムである。【００２６】
本発明の第四の側面に係るディーゼルエンジン排ガス集塵システムの一実施形態においては、
前記２系統以上のセラミックフィルタの下流側から排出される集塵後の排ガスを、前記ヒータに供給するための循環ダクトを備える。【００２７】
本発明の第四の側面に係るディーゼルエンジン排ガス集塵システムの別の一実施形態においては、
該２系統以上のセラミックフィルタは、補機エンジン排ガスを、対応する系統の再生用ガス導入弁を介して上流側から導入可能に構成されている。【００２８】
本発明の第四の側面に係るディーゼルエンジン排ガス集塵システムの更に別の一実施形態においては、２系統以上のセラミックフィルタが収容された集塵機を１台又は２台以上用いる。【００２９】
本発明の第四の側面に係るディーゼルエンジン排ガス集塵システムの更に別の一実施形態においては、１系統のセラミックフィルタが収容された集塵機を２台以上用いる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係るディーゼルエンジン排ガス用セラミックフィルタの再生方法は、セラミックフィルタに付着した粒子状物質及び油分の洗浄効果に優れる。また、同再生方法はセラミックフィルタへのダメージが少ない。このため、油分の多いディーゼルエンジン排ガス中の粒子状物質を長期間に亘って安定して捕集することが可能となり、集塵機のメンテナンスが容易となる。よって、本発明は、船舶に使用される大型ディーゼルエンジンの燃料であるＣ重油を燃焼させた排気ガス中の粒子状物質を捕集する用途に好適に使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係るセラミックフィルタ式集塵機の再生方法を適用可能なディーゼルエンジン排ガス集塵システムの構成例である。
【図２】複数のセラミックフィルタ式集塵機を設置するときのディーゼルエンジン排ガス集塵システムの構成例である。
【図３】船舶主機からの排ガス中の油分が付着した煤のＴＧ−ＤＴＡ測定結果である。
【図４】柱状セラミックフィルタによる集塵及び逆洗のメカニズムを説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
（１．本発明が対象とする排ガス及び集塵機）
ディーゼル燃料には軽油、Ａ重油、Ｃ重油などがある。このうちＣ重油は大型船舶用ディーゼル燃料として多用されているが、Ｃ重油を用いたディーゼルエンジンの排ガス中には他のディーゼル燃料を使用したときと比べて油分（ＳＯＦ）が多い傾向がある。例えば、Ｃ重油を燃料としたディーゼルエンジンの排ガス中にはｎ−ヘキサン吸収重量法（環境庁告示６４号）で測定して、１０ｍｇ／Ｎｍ3以上の油分（ノルマルヘキサン抽出物質）が含まれており、２０ｍｇ／Ｎｍ3以上の油分が含まれていることもあり、更には３０ｍｇ／Ｎｍ3以上の油分が含まれていることもある。また、Ｃ重油は粗悪な燃料であるため、燃料中にバナジウムやニッケルといった金属成分を多く含む傾向がある。このため、Ｃ重油を燃料としたディーゼルエンジン排ガスをセラミックフィルタを備えた集塵機（本明細書においては、セラミックフィルタを備えた集塵機のことを「セラミックフィルタ式集塵機」ということがある。）で処理すると、他の燃料では問題とならなかったフィルタ再生時の問題が発生する。
【００３３】
一般的なろ過式集塵機においては、フィルタに捕集された粒子状物質の量が大きくなり、フィルタの上流及び下流間での差圧が大きくなると、フィルタから粒子状物質を除去してフィルタを再生することが行われる。フィルタの再生方法としては高圧空気による逆洗や電気加熱又は高温ガスによる燃焼再生が挙げられるが、先述したように、これらの方法ではＣ重油を燃料としたディーゼルエンジンの排ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するためのセラミックフィルタ式集塵機の再生には不適である。これに対して、本発明は、Ｃ重油を燃料としたディーゼルエンジンの排ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するためのセラミックフィルタ式集塵機の再生に好適に使用することができる。
【００３４】
Ｃ重油はＪＩＳ規格（Ｋ２２０５：１９９１）による分類である。Ｃ重油に対応する国際的な名称は、ＭＦＯ（Ｍａｒｉｎｅ  Ｆｕｅｌ  Ｏｉｌ：船舶用燃料油）、ＨＦＯ（Ｈｅａｖｙ  Ｆｕｅｌ  Ｏｉｌ：重質燃料油）及びＲＦＯ（Ｒｅｓｉｄｕａｌ  Ｆｕｅｌ  Ｏｉｌ：残渣燃料油）である。参考のため、Ａ重油及びＣ重油に対応する国際的な名称を表１に示す。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
船舶には船を進めるための主機エンジンと、船の中で使用する電気を発電するための補機エンジンが搭載されている。補機エンジンは４ストロークエンジンが採用されており、排ガス温度も３５０℃以上と比較的高温であり、排ガス中の油分も少ないが、主機エンジンは、通常２ストロークエンジンであり、２ストロークエンジンは燃焼効率が高いため、排ガス温度は２５０℃前後と比較的低温であり、同じＣ重油を使用する船舶補機エンジンと比べて、排ガス中の油分が極めて多い。従って、本発明はとりわけ、Ｃ重油を燃料とした船舶用主機エンジンの排ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するためのセラミックフィルタ式集塵機の再生に好適に使用することができる。
【００３７】
セラミックフィルタ式集塵機としては種々のものが知られており、本発明は各種のセラミックフィルタ式集塵機に対して特に制限なく使用可能である。セラミックフィルタの材質としては、限定的ではないが、コーディエライト製、炭化珪素質製が例示される。これらの中でも、コストの安いコーディエライト製が好ましい。セラミックフィルタの構造としては、限定的ではないが、多孔質の隔壁によって区画形成された複数のセルを有するハニカム構造が挙げられる。セル内を排ガスが通過する間に、粒子状物質（ＰＭ）が排ガスから分離されて捕集される。セラミックフィルタの形状は、限定的ではないが、多角柱（四角柱など）や円柱などの柱状とすることができる。柱状フィルタにおいては、一方の底面から処理前のガスを流入させ、他方の底面から処理後のガスを流出させることにより、集塵処理を行うことができるように構成可能である。
【００３８】
例示的には、図４に示すように、上流側の端面が開口するとともに下流側の端面が目封じされた複数の第１のセル４０１と、上流側の端面が目封じされて下流側の端面が開口する複数の第２のセル４０２とを有するハニカム構造の柱状セラミックフィルタ４００が挙げられる。この種のセラミックフィルタ４００においては以下のようなメカニズムにより粒子状物質４０４が捕集される（図４の左図参照）。上流側の端面に排ガスが供給されると、排ガスは第１のセル４０１に導入されて第１のセル４０１内を下流に向かって進む。第１のセル４０１は下流側の端面が目封じされているため、排ガスは第１のセル４０１と第２のセル４０２を区画する多孔質の隔壁を透過して第２のセルに流入する。粒子状物質４０４は隔壁を通過できないため、第１のセル４０１内に捕集される。排ガス中の油分も同様に第１のセル４０１内に捕集される。第２のセル４０２に流入した排ガスは第２のセル４０２内を下流に向かって進み、下流側の端面から排出される。
【００３９】
また、この種のセラミックフィルタ４００の逆洗は以下のようにして行うことができる（図４の右図参照）。洗浄用ガス４０６をセラミックフィルタ４００の下流側の端面に向かって噴射すると、洗浄用ガス４０６はセラミックフィルタ４００の第２のセル４０２内を上流に向かって進む。第２のセル４０２は上流側の端面が目封じされているため、洗浄用ガス４０６は第１のセル４０１と第２のセル４０２を区画する多孔質の隔壁を透過して第１のセル４０１に流入する。第１のセル４０１に流入した洗浄用ガス４０６は第１のセル４０１内を上流に向かって進み、第１のセル４０１内に捕集されていた粒子状物質４０４を同伴して、上流側の端面から排出される。但し、第１のセル４０１内に捕集されていた油分は逆洗では十分に排出することはできない。
【００４０】
なお、本明細書において、セラミックフィルタの上流側というのは集塵前の排ガスがセラミックフィルタに流入する側を指し、セラミックフィルタの下流側というのは集塵後の排ガスがセラミックフィルタから流出する側を指す。
【００４１】
（２．セラミックフィルタの再生方法）
Ｃ重油を用いたディーゼルエンジンの排ガスを対象とするセラミックフィルタ式集塵機のセラミックフィルタを再生するにあたっては、フィルタへのダメージを避けながら如何にして油分を除去するかが重要である。本発明においては、油分は揮発するが、黒鉛は燃焼しない程度の比較的低温でセラミックフィルタを加熱するという方法を採用する。これにより、油分の除去をフィルタへのダメージを与えることなく高効率で行うことができる。従って、本発明に係るディーゼルエンジン排ガス用セラミックフィルタの再生方法の一実施形態においては、Ｃ重油を燃料としたディーゼルエンジンの排ガス中の粒子状物質及び油分が付着したセラミックフィルタに対して、高圧ガスを用いた逆洗を実施することにより粒子状物質をセラミックフィルタから除去する工程Ａと、該セラミックフィルタを３００℃〜５００℃に加熱して該セラミックフィルタから油分を揮発除去する工程Ｂとを含む。
【００４２】
工程Ａにおいては、高圧ガスを用いた逆洗を実施することにより粒子状物質をセラミックフィルタから除去する。高圧ガスとしては、例えばゲージ圧が０．１ＭＰａ以上、典型的には０．２〜１ＭＰａ、より典型的には０．３〜０．７ＭＰａの圧縮ガスを使用することができる。高圧ガスの種類としては、限定的ではないが、空気の他、窒素及びアルゴン等の不活性ガス、水蒸気が例示される。これらの中でもコストが安く、汎用性がある空気を使用することが好ましい。１回の逆洗に要する時間や逆洗の頻度は粒子状物質の捕集量によって適宜設定すればよい。
【００４３】
工程Ａにおいては、主として粒子状物質がセラミックフィルタから除去される。粒子状物質には煤やダストが含まれる。油分そのものや、油分が多量に付着した粒子状物質は逆洗では十分にセラミックフィルタから除去することは困難である。
【００４４】
工程Ｂにおいては、セラミックフィルタを加熱して該セラミックフィルタから油分を揮発除去する。図３に、船舶主機からの排ガス中の油分が付着した煤のＴＧ−ＤＴＡ測定結果を示す。ＴＧ曲線を見ると、３００℃付近から重量減少が観察され、３５０℃付近で急激な重量減少が観察される。また、ＤＴＡ曲線を見ると、この温度付近から発熱量が大きくなり、３８８．９℃で発熱量が最大となっている。この結果から、３００℃以上に加熱すると、煤中の油分が揮発し、３９０℃近辺で一部燃焼を開始することを示していると考えられる。
【００４５】
このため、セラミックフィルタから油分を揮発除去するためには、セラミックフィルタを３００℃以上に加熱することが好ましく、３５０℃以上に加熱することがより好ましい。
【００４６】
一方で、加熱温度を高くしすぎると、煤中の黒鉛の燃焼が生じ、燃焼熱によって更に温度が上昇するため、温度制御が難しくなる。バナジウムによるセラミックフィルタへのダメージも無視できなくなる。また、加熱のためのエネルギー消費量も大きくなって不経済となる。よって、セラミックフィルタから油分を揮発除去する際の加熱温度は５００℃以下とするのが好ましく、４５０℃以下とするのがより好ましい。１回の加熱操作に要する時間や加熱操作の頻度は油分の捕集量によって適宜設定すればよい。
【００４７】
セラミックフィルタを加熱する際には、３００〜５００℃に加熱したガスがセラミックフィルタを通過するようにすると、揮発した油分がガスに同伴されて排出されやすいので好ましい。加熱したガスは、排ガスと同じように、セラミックフィルタの上流側から下流側に流すことが好ましい。セラミックフィルタを加熱するための熱源としては、液体燃料や電気などを利用したヒータを使用することが考えられる。ヒータで加熱したガスがセラミックフィルタを通過するように構成することもできる。
【００４８】
しかしながら、ヒータによって、外気を加熱したりフィルタを直接加熱したりする場合、周囲温度から３００℃以上に加熱する必要があるため、エネルギー消費量が大きくなる。そこで、廃熱を利用して加熱する事が好ましい。例えば、Ｃ重油を用いたディーゼルエンジンの排ガスを対象とするセラミックフィルタ式集塵機の出口から排出される清浄な排ガスを循環利用することができる。セラミックフィルタ式集塵機の出口から排出される排ガスの温度は例えば２５０℃程度であるから、所要温度まで加熱するのに必要なエネルギー量が少なくて済む。
【００４９】
また、補機エンジンからの排ガス中の油分が少ない場合（例：５ｍｇ／Ｎｍ3以下）は、該排ガスがセラミックフィルタを通過することでセラミックフィルタを加熱してもよい。補機エンジンからの排ガス温度が３００℃以上である場合には、ヒータも不要である。補機エンジンからの排ガスをセラミックフィルタに通過させると、該排ガス中の粒子状物質をセラミックフィルタで捕集しながら、セラミックフィルタ内の油分を揮発除去できるという利点も得られる。
【００５０】
工程Ａ及び工程Ｂを実施する順番には特に制約はなく、セラミックフィルタに捕集された粒子状物質及び油分の量に応じて工程Ａと工程Ｂを適宜組み合わせて実施すればよい。このため、工程Ａを実施後に工程Ｂを実施してもよく、工程Ｂを実施後に工程Ａを実施してもよい。工程Ａ及び工程Ｂを交互に実施することもできる。工程Ａを複数回実施した後に工程Ｂを実施してもよい。工程Ｂを複数回実施した後に工程Ａを実施してもよい。
【００５１】
（３．ディーゼルエンジン排ガスの処理方法）
セラミックフィルタの再生中、ディーゼルエンジン排ガスの処理が滞らないようにするため、セラミックフィルタを複数系統準備し、再生中のセラミックフィルタとは別のセラミックフィルタを用いてディーゼルエンジン排ガスの処理を行うことが望ましい。
【００５２】
従って、本発明は更に、セラミックフィルタを２系統以上用いたディーゼルエンジン排ガスの処理方法であって、
該２系統以上のセラミックフィルタは、Ｃ重油を燃料とした共通のディーゼルエンジンの排ガスを導入可能に構成されており、
該２系統以上のセラミックフィルタのうち少なくとも１系統のセラミックフィルタに対して本発明に係るセラミックフィルタの再生方法を実施中に、該再生方法を実施している少なくとも１系統のセラミックフィルタとは別の少なくとも１系統のセラミックフィルタで該排ガスを処理することを含むディーゼルエンジン排ガスの処理方法を提供する。
【００５３】
前記２系統以上のセラミックフィルタはそれぞれ、ヒータで加熱したガスを導入可能に構成することができる。ヒータで加熱したガスがセラミックフィルタを通過することでセラミックフィルタに付着している油分を揮発除去することができる。ヒータは１系統のセラミックフィルタに対して１台ずつ設置することも可能であるが、すべての系統のセラミックフィルタが一斉に再生のための加熱処理を受けることは想定しなくてよい。そこで、経済性を考慮すると、前記２系統以上の集塵機は共通のヒータで加熱したガスを導入可能に構成しつつ、セラミックフィルタの再生方法を実施する少なくとも１系統のセラミックフィルタに選択的にヒータで加熱したガスを導入して工程Ｂを実施するのが好ましい。
【００５４】
本発明に係るディーゼルエンジン排ガスの処理方法の一実施形態においては、２系統以上のセラミックフィルタのそれぞれのセラミックフィルタは、排ガスの集塵処理に使用する時間帯と、再生のための時間帯を経過し、これらの時間帯が交互に繰り返される。排ガスの集塵処理に使用する時間帯と、再生のための時間帯の切り替えは、排ガスの集塵処理の性能の低下度合に応じて適宜設定すればよいが、例示的には時間及び／又はフィルタ差圧に少なくとも基づいて行うことが可能である。
【００５５】
上記のディーゼルエンジン排ガスの処理方法は、２系統以上のセラミックフィルタが収容された集塵機を１台又は２台以上用いることで実施してもよく、１系統のセラミックフィルタが収容された集塵機を２台以上用いることで実施してもよい。また、２系統以上のセラミックフィルタが収容された集塵機と、１系統のセラミックフィルタが収容された集塵機を組み合わせて実施してもよい。なお、１系統のセラミックフィルタとは、同一集塵機内の同一チャンバー内に収容され、排ガス処理及び再生のタイミングが同一であるセラミックフィルタを指す。同一のチャンバー内でセラミックフィルタを複数本使用する場合でも、上記条件を満たす限り、それら複数のセラミックフィルタは１系統のセラミックフィルタを構成する。
【００５６】
（４．ディーゼルエンジン排ガス集塵システム）
以下、本発明に係るセラミックフィルタの再生方法を利用した、ディーゼルエンジン排ガスの処理方法の具体例について図面を参照しながら説明する。図１には、本発明に係るセラミックフィルタ式集塵機の再生方法を適用可能なディーゼルエンジン排ガス集塵システムの構成例が記載されている。ディーゼルエンジン排ガス集塵システム１００は、Ｃ重油を燃料に用いたディーゼルエンジン１０１からの排ガスダクト１２１に接続された入口三方弁１０２、二系統の排ガス導入弁１０３ａ、１０３ｂ、二系統の再生用ガス導入弁１０４ａ、１０４ｂ、セラミックフィルタ式集塵機１１０、ヒータ１０５、空気タンク１０６、二系統の逆洗弁１０７ａ、１０７ｂを備える。セラミックフィルタ式集塵機１１０は、缶体１１２、缶体１１２内に収容された二系統のセラミックフィルタ１１４ａ、１１４ｂ、二系統の排ガス／再生用ガス導入口１１５ａ、１１５ｂ、排ガス出口１１７、ＰＭ回収箱１１８、二系統の逆洗ガス導入口１１９ａ、１１９ｂを備える。ディーゼルエンジン排ガス集塵システム１００は更に、エンジンへの背圧を低減させるために排気ファン２３０をセラミックフィルタ式集塵機１１０の下流側に設置する場合もある。
【００５７】
排ガスダクト１２１を流れるディーゼルエンジン１０１からの排ガスは、入口三方弁１０２において、セラミックフィルタ式集塵機１１０へ送られるか、バイパスダクト１２２へ送られるかの切り替えが行われる。排ガスは、セラミックフィルタ式集塵機１１０へ送られる場合は、集塵処理が行われ、緊急時などバイパスダクト１２２へ送られる場合は、未処理のまま煙突から排出される。
【００５８】
セラミックフィルタ式集塵機１１０は缶体１１２内に二系統のセラミックフィルタ１１４ａ、１１４ｂを備えている。缶体１１２内は第一系統用のチャンバー１１２ａと第二系統用のチャンバー１１２ｂに分かれており、フィルタ上流側では両チャンバー内のガスが混合しないようになっている。第一系統のセラミックフィルタ１１４ａは、第一系統の排ガス導入弁１０３ａを通過し、第一系統の排ガス／再生用ガス導入口１１５ａから第一系統用のチャンバー１１２ａ内に導入された排ガスを集塵処理することができる。第二系統のセラミックフィルタ１１４ｂは、第二系統の排ガス導入弁１０３ｂを通過し、第二系統の排ガス／再生用ガス導入口１１５ｂから第二系統用のチャンバー１１２ｂ内に導入された排ガスを集塵処理することができる。
【００５９】
二系統の排ガス導入弁１０３ａ、１０３ｂの開閉の切り替えによって、第一系統及び第二系統の何れのセラミックフィルタによって排ガスの集塵処理が行われるかが決定される。二系統の排ガス導入弁１０３ａ、１０３ｂの両方を開いて二系統のセラミックフィルタ１１４ａ、１１４ｂで同時に集塵処理することもできるが、一方のセラミックフィルタで集塵処理中には、他方のセラミックフィルタは再生中として、交互に集塵処理を行うことがトラブルを防止する上で好ましい。
【００６０】
排ガスはセラミックフィルタ１１４ａ、１１４ｂで集塵処理を受けて清浄化された後、セラミックフィルタ式集塵機１１０の排ガス出口１１７から排出される。セラミックフィルタ式集塵機１１０の排ガス出口１１７から排出された排ガスは、排ガスダクト１２４を通って煙突から最終的に大気に放出可能である。
【００６１】
ディーゼルエンジン排ガス集塵システム１００は更に、セラミックフィルタ１１４ａ、１１４ｂの下流側から排出される集塵後の排ガスを、ヒータ１０５に供給するための循環ダクト１２５を備えることができる。循環ダクト１２５は、一方は排ガスダクト１２４に連結し、他方はセラミックフィルタ式集塵機１１０に直接又は間接的に連結することができる。循環ダクト１２５の途中には再生ファン１３１、ヒータ１０５が設置されている。排ガス出口１１７から排出された清浄な排ガスは循環ダクト１２５を流れ、ヒータ１０５を通過するときに所要温度まで加熱される。加熱された排ガスは、二系統の再生用ガス導入弁１０４ａ、１０４ｂの開閉の切り替えによって、第一系統及び第二系統の何れか又は両方のセラミックフィルタに供給可能である。
【００６２】
第一系統のセラミックフィルタ１１４ａは、第一系統の再生用ガス導入弁１０４ａを通過し、第一系統の排ガス／再生用ガス導入口１１５ａから第一系統用のチャンバー１１２ａ内に導入された再生用ガスによって加熱再生処理（工程Ｂ）を受けることが可能である。第二系統のセラミックフィルタ１１４ｂは、第二系統の再生用ガス導入弁１０４ｂを通過し、第二系統の排ガス／再生用ガス導入口１１５ｂから第二系統用のチャンバー１１２ｂ内に導入された再生用ガスによって加熱再生処理（工程Ｂ）を受けることが可能である。
【００６３】
図１を見ると、第一系統の排ガス導入弁１０３ａが「開」となっており、第一系統の再生用ガス導入弁１０４ａが「閉」となっている。このため、第一系統のセラミックフィルタ１１４ａにディーゼルエンジン１０１からの排ガスが流入し、第一系統のセラミックフィルタ１１４ａによって集塵処理が実施中であることが分かる。また、第二系統の排ガス導入弁１０３ｂが「閉」となっており、第二系統の再生用ガス導入弁１０４ｂが「開」となっている。このため、第二系統のセラミックフィルタ１１４ｂはヒータ１０５で加熱された再生用ガスを用いて工程Ｂ（油分の揮発除去）を実施中であることが分かる。
【００６４】
ディーゼルエンジン排ガス集塵システム１００は、循環ダクト１２５に代えて、又は、循環ダクト１２５に加えて、外気を供給する外気ダクト１２７を設置してセラミックフィルタ式集塵機１１０に外気を供給することができるように構成されていてもよい。図１に示すディーゼルエンジン排ガス集塵システム１００は、外気取り込み口１２８から再生ファン１３１による吸引力を利用して取り込んだ外気を流すことのできる外気ダクト１２７がヒータ１０５の前段で循環ダクト１２５に連結されている。ヒータ１０５の前段において、循環ダクト１２５及び外気ダクト１２７にそれぞれ弁１２９ａ、１２９ｂが設置されており、弁１２９ａ、１２９ｂの開閉や開度によって両者からヒータ１０５を通過するガス流量を調整することができる。当該構成により、循環ダクト１２５からの排ガスのみをヒータ１０５に流すことができ、外気ダクト１２７からの外気のみをヒータ１０５に流すことができ、又は、循環ダクト１２５からの排ガスと外気ダクト１２７からの外気の双方を同時にヒータ１０５に流すこともできる。
【００６５】
また、二系統のセラミックフィルタ１１４ａ、１１４ｂの下流側にはそれぞれ逆洗ガス導入口１１９ａ、１１９ｂが配置されている。第一系統のセラミックフィルタ１１４ａは、空気タンク１０６を出た後、逆洗ガスパイプ１２６を流れ、第一系統の逆洗弁１０７ａを通過し、第一系統の逆洗ガス導入口１１９ａから流入する圧縮空気によって逆洗を受ける。第二系統のセラミックフィルタ１１４ｂは、空気タンク１０６を出た後、逆洗ガスパイプ１２６を流れ、第二系統の逆洗弁１０７ｂを通過し、第二系統の逆洗ガス導入口１１９ｂから流入する圧縮空気によって逆洗を受ける。圧縮空気は二系統の逆洗弁１０７ａ、１０７ｂの開閉の切り替えによって、第一系統及び第二系統の何れのセラミックフィルタに送られるかが決定される。
【００６６】
逆洗によってセラミックフィルタ１１４ａ、１１４ｂの上流側から排出された粒子状物質は重力によって落下し、缶体１１２の底部に設置されたＰＭ回収箱１１８内に回収されることができる。
【００６７】
次に、図２には、本発明に係るセラミックフィルタ式集塵機の再生方法を適用可能なディーゼルエンジン排ガス集塵システムの別の構成例が示されている。図１に示すディーゼルエンジン排ガス集塵システム１００では、一台のセラミックフィルタ式集塵機１１０内に二系統のセラミックフィルタ１１４ａ、１１４ｂが設置されており、二系統のセラミックフィルタ１１４ａ、１１４ｂについて集塵処理とフィルタ再生を交互に切り替えることにより、継続的に排ガスの処理を継続できるシステムであった。これに対して、図２に示すディーゼルエンジン排ガス集塵システム２００では、一台のセラミックフィルタ式集塵機は一系統のセラミックフィルタのみを有しており、そのようなセラミックフィルタ式集塵機２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃが複数台並列に配置されている。複数台のセラミックフィルタ式集塵機２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃについて、集塵処理とフィルタ再生を順番に切り替えることで継続的に排ガスの処理を継続することが可能となる。
【００６８】
ディーゼルエンジン排ガス集塵システム２００は、船舶主機の２ストロークディーゼルエンジン２０１からの排ガスダクト２２１に接続された入口三方弁２０２、三系統の排ガス導入弁２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ、三系統の再生用ガス導入弁２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃ、三台のセラミックフィルタ式集塵機２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、ヒータ２０５、空気タンク２０６、三系統の逆洗弁２０７ａ、２０７ｂ、２０７ｃを備える。セラミックフィルタ式集塵機２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃはそれぞれ、一系統の排ガス／再生用ガス導入口２１５ａ、２１５ｂ、２１５ｃ、一系統の排ガス出口２１７ａ、２１７ｂ、２１７ｃ、一系統の逆洗ガス導入口２１９ａ、２１９ｂ、２１９ｃを備える。ディーゼルエンジン排ガス集塵システム２００は更に、エンジンへの背圧を低減させるために排気ファン２３０をセラミックフィルタ式集塵機２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃの下流側に設置する場合もある。
【００６９】
排ガスダクト２２１を流れるディーゼルエンジン２０１からの排ガスは、入口三方弁２０２において、セラミックフィルタ式集塵機２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃへ送られるか、バイパスダクト２２２へ送られるかの切り替えが行われる。排ガスは、セラミックフィルタ式集塵機２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃへ送られる場合は、集塵処理が行われ、緊急時などバイパスダクト２２２へ送られる場合は、未処理のまま煙突から排出される。
【００７０】
三台のセラミックフィルタ式集塵機２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃはそれぞれ一系統のセラミックフィルタ２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃを有する。第一系統のセラミックフィルタ２１４ａは、第一系統の排ガス導入弁２０３ａを通過し、第一系統の排ガス／再生用ガス導入口２１５ａから第一系統のセラミックフィルタ式集塵機２１０ａ内に導入された排ガスを集塵処理することができる。第二系統のセラミックフィルタ２１４ｂは、第二系統の排ガス導入弁２０３ｂを通過し、第二系統の排ガス／再生用ガス導入口２１５ｂから第二系統のセラミックフィルタ式集塵機２１０ｂ内に導入された排ガスを集塵処理することができる。第三系統のセラミックフィルタ２１４ｃは、第三系統の排ガス導入弁２０３ｃを通過し、第三系統の排ガス／再生用ガス導入口２１５ｃから第三系統のセラミックフィルタ式集塵機２１０ｃ内に導入された排ガスを集塵処理することができる。
【００７１】
三系統の排ガス導入弁２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃの開閉の切り替えによって、第一系統、第二系統及び第三系統の何れのセラミックフィルタによって排ガスの集塵処理が行われるかが決定される。三系統の排ガス導入弁２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃをすべて開いて三系統のセラミックフィルタ２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃで同時に集塵処理することもでき、二系統の排ガス導入弁のみを開いて二系統のセラミックフィルタで同時に集塵処理することもでき、一系統の排ガス導入弁のみを開いて一系統のセラミックフィルタで集塵処理することもできる。
【００７２】
排ガスはセラミックフィルタ２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃで集塵処理を受けて清浄化された後、セラミックフィルタ式集塵機２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃの排ガス出口２１７ａ、２１７ｂ、２１７ｃから排出される。排ガス出口２１７ａ、２１７ｂ、２１７ｃから排出された排ガスは、排ガスダクト２２４を通って煙突から最終的に大気に放出可能である。
【００７３】
また、三台のセラミックフィルタ式集塵機２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃはそれぞれ、船舶補機の４ストロークディーゼルエンジン２２０からの排ガスダクト２２３に連結されている。排ガスダクト２２３を流れる排ガスは、三系統の再生用ガス導入弁２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃの開閉の切り替えによって、第一系統、第二系統及び第三系統の何れか一つ、二つ又はすべてのセラミックフィルタに供給可能である。船舶補機の４ストロークディーゼルエンジン２２０からの排ガス中の油分が少なく、該排ガスの温度が３００〜５００℃の範囲にある場合には、該排ガスをそのまま再生用ガスとして使用することができる。
【００７４】
第一系統のセラミックフィルタ２１４ａは、第一系統の再生用ガス導入弁２０４ａを通過し、第一系統の排ガス／再生用ガス導入口２１５ａから第一系統のセラミックフィルタ式集塵機２１０ａ内に導入された再生用ガスによって加熱再生処理（工程Ｂ）を受けることが可能である。第二系統のセラミックフィルタ２１４ｂは、第二系統の再生用ガス導入弁２０４ｂを通過し、第二系統の排ガス／再生用ガス導入口２１５ｂから第二系統のセラミックフィルタ式集塵機２１０ｂに導入された再生用ガスによって加熱再生処理（工程Ｂ）を受けることが可能である。第三系統のセラミックフィルタ２１４ｃは、第三系統の再生用ガス導入弁２０４ｃを通過し、第三系統の排ガス／再生用ガス導入口２１５ｃから第三系統のセラミックフィルタ式集塵機２１０ｃに導入された再生用ガスによって加熱再生処理（工程Ｂ）を受けることが可能である。
【００７５】
図２を見ると、第一系統の排ガス導入弁２０３ａ及び第二系統の排ガス導入弁２０３ｂが「開」となっており、第一系統の再生用ガス導入弁２０４ａ及び第二系統の再生用ガス導入弁２０４ｂが「閉」となっている。このため、第一系統のセラミックフィルタ式集塵機２１０ａ及び第二系統のセラミックフィルタ式集塵機２１０ｂにディーゼルエンジン２０１からの排ガスが流入し、第一系統のセラミックフィルタ２１４ａ及び第二系統のセラミックフィルタ２１４ｂによって集塵処理が実施中であることが分かる。また、第三系統の排ガス導入弁２０３ｃが「閉」となっており、第三系統の再生用ガス導入弁２０４ｃが「開」となっている。このため、第三系統のセラミックフィルタ式集塵機２１０ｃには再生用ガスが流入し、第三系統のセラミックフィルタ２１４ｃは再生用ガスを用いて工程Ｂ（油分の揮発除去）を実施中であることが分かる。但し、第三系統のセラミックフィルタ２１４ｃは、再生中においても、船舶補機の４ストロークディーゼルエンジン２２０からの排ガス中の粒子状物質を捕集可能である。
【００７６】
ディーゼルエンジン排ガス集塵システム２００は、排ガスダクト２２３に代えて、又は、排ガスダクト２２３に加えて、外気を供給する外気ダクト２２７を設置して、セラミックフィルタ式集塵機２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃに外気を供給することができるように構成されていてもよい。図２に示すディーゼルエンジン排ガス集塵システム２００は、外気取り込み口２２８から再生ファン２３１による吸引力を利用して取り込んだ外気を流すことのできる外気ダクト２２７が排ガスダクト２２３に連結されている。外気ダクト２２７の途中で再生ファン２３１の後段にヒータ２０５が設置されており、取り込まれた外気を所要温度まで加熱することができる。外気ダクト２２７には弁２２９ａが設置されており、弁２２９ａの開閉や開度によって外気の導入量を調整することができる。外気の導入量は船舶補機の４ストロークディーゼルエンジン２２０からの排ガスの温度、流量、油分濃度などに応じて、再生用ガスとして適切な条件を満たすように調整すればよい。
【００７７】
ディーゼルエンジン排ガス集塵システム２００は更に、セラミックフィルタ２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃの下流側から排出される集塵後の排ガスを、ヒータ２０５に供給するための循環ダクト２２５を備えることができる。循環ダクト２２５は、一方は排ガスダクト２２４に連結し、他方はセラミックフィルタ式集塵機２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃに直接又は間接的に連結することができる。図示の実施形態においては、循環ダクト２２５は再生ファン２３１の前段且つヒータ２０５の前段で外気ダクト２２７に連結している。外気ダクト２２７に連結する前段において循環ダクト２２５には弁２２９ｂが設置されており、弁２２９ｂの開閉や開度によって循環ダクト２２５を経由してヒータ２０５を通過するガス流量を調整することができる。
【００７８】
また、三系統のセラミックフィルタ式集塵機２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃの下流側にはそれぞれ逆洗ガス導入口２１９ａ、２１９ｂ、２１９ｃが配置されている。第一系統のセラミックフィルタ２１４ａは、空気タンク２０６を出た後、逆洗ガスパイプ２２６を流れ、第一系統の逆洗弁２０７ａを通過し、第一系統の逆洗ガス導入口２１９ａから第一系統のセラミックフィルタ式集塵機２１０ａに流入する圧縮空気によって逆洗を受ける。第二系統のセラミックフィルタ２１４ｂは、空気タンク２０６を出た後、逆洗ガスパイプ２２６を流れ、第二系統の逆洗弁２０７ｂを通過し、第二系統の逆洗ガス導入口２１９ｂから第二系統のセラミックフィルタ式集塵機２１０ｂに流入する圧縮空気によって逆洗を受ける。第三系統のセラミックフィルタ２１４ｃは、空気タンク２０６を出た後、逆洗ガスパイプ２２６を流れ、第三系統の逆洗弁２０７ｃを通過し、第三系統の逆洗ガス導入口２１９ｃから第三系統のセラミックフィルタ式集塵機２１０ｃに流入する圧縮空気によって逆洗を受ける。圧縮空気は三系統の逆洗弁２０７ａ、２０７ｂ、２０７ｃの開閉の切り替えによって、第一系統、第二系統及び第三系統の何れのセラミックフィルタに送られるかが決定される。
【実施例】
【００７９】
以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。【００８０】
（実施例１）
図１に示すディーゼルエンジン排ガス集塵システムを船舶に設置し、Ｃ重油を使用した主機の２ストロークディーゼルエンジンからの排ガスの集塵処理を行うことで本発明の効果を実証した。当該排ガスをサンプリングしてダスト濃度をＪＩＳ  Ｚ８８０８：２０１３に準拠して測定したところ１１０ｍｇ／Ｎｍ3であり、油分をｎ−ヘキサン吸収重量法に準拠して測定したところ３５ｍｇ／Ｎｍ3であった。なお、ＪＩＳ  Ｚ８８０８：２０１３に準拠して測定されるダストには、煤も含まれる。
運転条件は以下とした。
・ディーゼルエンジン排ガス温度：１５０〜３５０℃程度で時間帯により変動
・フィルタ：日本ガイシ株式会社製コーディエライト製フィルタ（商品名：セラレック）
・逆洗（工程Ａ）頻度：１回／３０分程度
・逆洗方法：１回の逆洗処理により、ゲージ圧０．５ＭＰａの圧縮空気を０．１秒間噴射
・加熱再生（工程Ｂ）頻度：１回／６時間程度
・加熱再生方法：４５０℃に電気ヒータで加熱した外気を、１回の加熱再生につき３０分程度フィルタに通すことにより実施。
・二系統のフィルタ１１４ａ、１１４ｂの集塵／再生の切り替えタイミング：加熱再生を実施するタイミングで切り換え【００８１】
上記の運転条件で排ガスの集塵処理を行ったところ、試験開始から１１００時間フィルタの差圧は安定しており、継続的に排ガスの集塵処理を行うことができた。【００８２】
（比較例１）
フィルタの加熱再生処理を停止した他は、実施例１と同じ運転条件で排ガスの集塵処理を行った。この場合、運転時間が１００時間程度でフィルタの差圧が約２倍に上昇してしまったため、ディーゼルエンジン排ガス集塵システムの運転を停止した。【００８３】
以上の試験結果から、本発明はＣ重油を燃料とした船舶主機２ストロークディーゼルエンジンの排ガスの集塵処理に対して極めて高い実用性を有していることが理解できる。
【符号の説明】
【００８４】
１００  ディーゼルエンジン排ガス集塵システム
１０１  ディーゼルエンジン
１０２  入口三方弁
１０３ａ、１０３ｂ  排ガス導入弁
１０４ａ、１０４ｂ  再生用ガス導入弁
１０５  ヒータ
１０６  空気タンク
１０７ａ、１０７ｂ  逆洗弁
１１０  セラミックフィルタ式集塵機
１１２  缶体
１１４ａ、１１４ｂ  セラミックフィルタ
１１５ａ、１１５ｂ  排ガス／再生用ガス導入口
１１７  排ガス出口
１１８  ＰＭ回収箱
１１９ａ、１１９ｂ  逆洗ガス導入口
１２１  排ガスダクト
１２２  バイパスダクト
１２４  排ガスダクト
１２５  循環ダクト
１２６  逆洗ガスパイプ
１２７  外気ダクト
１２８  外気取り込み口
１２９ａ、１２９ｂ  弁
１３０  排気ファン
１３１  再生ファン
２００  ディーゼルエンジン排ガス集塵システム
２０１  ２ストロークディーゼルエンジン
２０２  入口三方弁
２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ  排ガス導入弁
２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃ  再生用ガス導入弁
２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ  セラミックフィルタ式集塵機
２０５  ヒータ
２０６  空気タンク
２０７ａ、２０７ｂ、２０７ｃ  逆洗弁
２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ  セラミックフィルタ式集塵機
２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃ  セラミックフィルタ
２１５ａ、２１５ｂ、２１５ｃ  排ガス／再生用ガス導入口
２１７ａ、２１７ｂ、２１７ｃ  排ガス出口
２１９ａ、２１９ｂ、２１９ｃ  逆洗ガス導入口
２２０  ４ストロークディーゼルエンジン
２２１  排ガスダクト
２２２  バイパスダクト
２２３  排ガスダクト
２２４  排ガスダクト
２２５  循環ダクト
２２６  逆洗ガスパイプ
２２７  外気ダクト
２２８  外気取り込み口
２２９ａ、２２９ｂ  弁
２３０  排気ファン
２３１  再生ファン
４００  柱状セラミックフィルタ
４０１  第１のセル
４０２  第２のセル
４０４  粒子状物質
４０６  洗浄用ガス
【図１】
2018154964.tif 000004
【図２】
2018154964.tif 000005
【図３】
2018154964.tif 000006
【図４】
2018154964.tif 000007
【国際調査報告】
2018154964.tif 000008
2018154964.tif 000009
2018154964.tif 000010